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机器人轻松穿针引线夹鸡蛋!香港高校团队打造出仿人类皮肤的触觉传感器

Evelyn Zhang

人类皮肤可以感知力的大小和方向的细微变化(即自解耦,self-decoupled),对外界刺激的定位精度也可以超越触觉感受器间的平均间距(即超分辨,super-resolved)。因此人的双手可以完成非常精巧和复杂的任务。

相比之下,现有的机器人应用触觉传感器较差,同时缺乏精确的力解耦和适当的空间分辨率,所以它们操作起来就很不灵活。

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研究人员们设计了一种正弦磁化的柔性薄膜(厚度约为0.5毫米),通过霍尔传感器,可以通过磁场密度在外力作用下的变化来检测柔性薄膜的变形,从而设计出一种兼具自解耦和超分辨率能力的软触觉传感器。

该传感器可以用单个单元精确测量法向力和剪切力(以一维形式展示),并通过深度学习实现了60倍的超分辨精度。

通过将这种传感器安装在机器人抓手的指尖上,研究团队证明机器人可以完成具有挑战性的任务,如在外部干扰下稳定地抓取易碎的物体(如鸡蛋),还能通过远程操作干起“穿针引线”的绣花活儿。

该研究为仿人类皮肤的触觉传感器的设计提供了新的视角,并有助于在机器人领域的各种应用,如自适应抓取、灵巧操作和人机交互。

相关成果以 “Soft magnetic skin for super-resolution tactile sensing with force self-decoupling” 为题,于近日发表在《科学机器人》(Science Robotics)上。香港城市大学生物医学工程系申亚京教授、香港大学计算机系潘佳教授为论文的共同通讯作者,香港城市大学生物医学工程系在读博士生闫友璨为论文的第一作者。

论文来源:https://robotics.sciencemag.org/content/6/51/eabc8801


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